(57)【要約】【課題】  カラーレーザプリンタにおける高精度のドット位置を実現する為には、回転鏡の面倒れ精度の向上と副走査方向の細かいドット位置調整が必要という課題があった。【解決手段】  複数の光源装置から入射する光ビームを繰返し偏向する偏向装置を備え、前記各光源装置から出射する光ビームが少なくとも２ビーム以上であり、前記偏向装置は複数の反射鏡面で形成され、１つの反射鏡面に対応した１つの光源装置から入射する光ビームを偏向する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源装置から入射する光ビームを繰返し偏向する偏向装置を備えた光走査装置において、前記光源装置から出射する光ビームが少なくとも２ビーム以上であり、前記偏向装置は単一の反射鏡面で形成されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
複数の光源装置から入射する光ビームを繰返し偏向する偏向装置を備えた光走査装置において、前記光源装置の一つから出射する光ビームが少なくとも２ビーム以上であり、前記偏向装置は複数の反射鏡面で形成され、１つの反射鏡面に対応した１つの光源装置から入射する光ビームを偏向することを特徴とする光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光走査装置に係り、特にレーザビームプリンタ等の光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザビームプリンタあるいは表示装置等に用いる光走査装置は、回転鏡の相次ぐ多数の反射鏡面によって光ビームを繰返し偏向して光ビームで照射面に形成するスポツトを繰返し走査する。そして走査装置は、スポツトを明確な平行線分離関係に保持（走査方向に対し垂直な方向の変動を最小値に保持）して所定の領域を横切って繰返し移動（走査）させ得ることが必要である。
【０００３】
しかし、回転鏡の各反射鏡面が回転軸心に対して傾いている、いわゆる面倒れがあると、これによって各反射鏡面の偏向による各走査線間にムラが生じ、高解像度走査に支障をもたらす。このような現象は回転鏡の回転軸が心振れしても同様に起る。これらの主な原因は構成部品の加工誤差や組立て誤差にあるが、前記現象は、回転鏡を高速回転させる高精細・高速光走査装置においては、回転鏡の形状のアンバランスや風圧或は空気の乱流等によって増長される傾向にある。このため回転鏡の面倒れ精度は、通常３〜５秒以内の極めて高い精度が要求され、製作が困難であり、たとえ精度が得られたとしても高価なものになってしまうという問題がある。
【０００４】
また、前記回転鏡の形状アンバランスや空気の乱流は、振動や騒音発生の原因にもなる。回転鏡の面倒れによる影響を軽減するために、光学的に補正する方法が多数提案されている。図６に示したレーザビームプリンタの光走査装置はその一例で、公知のものとして良く知られている技術である。例えば、光源装置１から出射した光ビームを画像信号に応じて強弱変調し、その後、ビームエクスパンダー３で適正寸法に整形し、回転軸の端部に固定した回転鏡５の偏向面（反射鏡面）上に光ビームを円筒レンズ４によって副走査方向に集光した線形像として投影し、回転鏡５で反射した光ビームを円筒レンズ６で副走査方向を実質的にコリメートし、Ｆθレンズ７を通して感光ドラム８の走査面（照射面）上に集束して微小スポツトを形成し、該スポツトを走査する構成である。
【０００５】
レーザビームプリンタは、更に、前記感光ドラム８の表面を予め一様に帯電する帯電器を備えて一様に帯電された感光ドラム８の表面を前記スポツトで走査露光することによって静電潜像を形成し、感光ドラム８の表面に現像剤を作用させる現像装置で静電潜像をトナー像に変換する。そして更に、感光ドラム表面上のトナー像を記録用紙に転写し、該記録用紙に定着して印刷物を得る構成である。
【０００６】
前述した光走査装置において、光ビーム通路上で回転鏡の前後にある２つの円筒レンズ４、６は、回転鏡５の反射鏡面に関して共焦関係にあるため、反射鏡面の回転軸心２に対する面倒れや回転軸の心振れがあつたとしても、スポツトは常に走査面上の同一個所を走査することになり、感光ドラム８が一定速度で回転していれば走査面上における走査線のピッチむらは発生しない。
【０００７】
しかしながら、この光走査装置は、２つの円筒レンズ４、６を必要とするので、光学系が複雑で大型且つ高価になり、小型なレーザビームプリンタや画像読み取り装置あるいは表示装置等への適用が困難であり、また、回転鏡の形状のアンバランスや風圧或は空気の乱流による振動や騒音発生防止対策等にはならない（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
一方、上記の問題を解決するための方法として、前記偏向装置を、回転軸を中心にして面倒れ角の絶対値が略同じ大きさの対向する位置に設けた２つだけの反射鏡面と、前記反射鏡面の間の円弧状面により構成される回転鏡を備えた構成が提案されている。
【０００９】
回転多面鏡の面倒れ分布は１回転周期内で正弦波状であり、回転軸を中心にして対向する位相差が１８０゜の位置にある反射鏡面同士（例えば６面体の場合は第１面と第４面）は相対誤差が極少である。従って、回転鏡は、回転軸を中心として、面倒れを角の絶対値が略同じ大きさの対向する位置に２つだけの反射鏡面を形成して作られているため、この回転鏡を用いて光ビームを偏向して操作するようにすれば、面倒れによる操作ムラを軽減することができ、補正光学系が不要となる。
【００１０】
そして、光走査装置を、例えば、レーザビームプリンタに用いて画像情報を印字すればムラのない画像印字を実現することができる（例えば、特許文献２参照。）。
【００１１】
近年、レーザープリンタのカラー化が急速に進む中で、１つの偏向装置に対して、４つの各画像形成装置に対応した４つの半導体レーザを設け、これらの４つの半導体レーザから出射された４本の光ビームを、２つの画像形成装置と他の２つの画像形成装置とで、偏向装置の反射鏡面のそれぞれ反対側に位置する面に照射して偏向走査し、ｆ−θレンズや複数枚のミラーを介して４つの画像形成装置の感光体ドラム上に画像を露光するように構成した、”スプレーペイント方式”と呼ばれる画像露光装置がある（例えば、特許文献３参照。）。
【００１２】
【特許文献１】特公昭５２−２８６６６号公報
【００１３】
【特許文献２】特公平７−３５１３号公報
【００１４】
【特許文献３】特開２００１−２６５０９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、実際には回転軸を中心にして対向する位相差が１８０゜の位置にある反射鏡面同志は相対誤差が少なくはなるが、数秒から数十秒の面倒れ成分は残ってしまう。
【００１６】
一方、近年では、印刷速度及び印刷密度の向上で、光源装置から出射する光ビームは、複数本を有しているため、１走査で感光ドラム上を複数本の光ビームが走査する。画像の可視感度と空間周波数の関係は、人間の視覚系の特性から、空間周波数０．２〜２（ｌｉｎｅ／ｍｍ）の範囲での濃度変化（＝走査線間隔ムラ）が目につきやすいと言われており、数Ｈｚ〜数百Ｈｚ程度の周波数領域の低減を実施する必要がある。したがって、１走査で走査する光ビーム数が増えてくると、人間の視覚感度の高い空間周波数に近づいてくるため、より高い面倒れ精度が要求されてくる。
【００１７】
また、カラーにおいては、スプレーペイント方式の場合、基準色に対して各色の色を副走査方向で色合わせする場合は、１ドット単位でしか対応できなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、光源装置から入射する光ビームを繰返し偏向する偏向装置を備えた光走査装置において、前記光源装置から出射する光ビームが少なくとも２ビーム以上であり、前記偏向装置は単一の反射鏡面で形成されていることを特徴とする。
【００１９】
さらに、複数の光源装置から入射する光ビームを繰返し偏向する偏向装置を備えた光走査装置において、前記光源装置の一つから出射する光ビームが少なくとも２ビーム以上であり、前記偏向装置は複数の反射鏡面で形成され、１つの反射鏡面に対応した１つの光源装置から入射する光ビームを偏向することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、１つの反射鏡面を備えた回転鏡を用いるようにしたので、面倒れの影響を無くし、走査ムラをなくすることができる。そして面倒れ補正のための光学系が不要な簡単な構成とすることが可能になり、小型で安価な光走査装置とすることができる効果がある。更に、副走査方向のカラーレジストレーションの制御が容易に出来る光走査装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明を実施するための最良の形態を以下実施例により説明する。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明をレーザビームプリンタに適用した実施例を図面を参照して詳細に説明する。前述した技術内容と共通な技術内容については詳細な説明を省略する。
【００２３】
レーザビームプリンタの構成の殆どは前述したレーザビームプリンタの構成と共通であり、その特徴点は、光走査装置として回転軸を中心にして１つだけの反射鏡面とした回転鏡を備えた偏向装置と複数の光ビームを出射する光源装置を使用したことにある。
【００２４】
図１は、本発明になる光走査装置における回転鏡の一実施例を示す平面図、図２は回転鏡を用いたレーザビームプリンタによって印字した画像を示した図である。図１の回転鏡１００は、円筒状外周面を有するアルミニウム母材の円筒状外周面上の回転軸心を中心にした２つの対向位置を平面に切り欠いて１つだけの反射鏡面１０１を形成したものである。円筒状外周面を有する母材を基本形状とした理由は、形状のアンバランスおよび高速回転における風圧や空気の乱流の発生を極力少なくするためであるが、円筒状外周面以外の表面をもつものであっても差し支えないことはいうまでもない。形状のアンバランスおよび高速回転による風圧や空気の乱流の影響が問題にならないような光走査装置の場合には、１つの面のみを有効な反射鏡面として利用するような形状にすればよい。
【００２５】
図１に示した回転鏡１００を用いると、図２に示すように、同じ反射鏡面を使用するため面倒れ誤差が発生しないので、４ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を走査し、１ドット線毎に黒白を交互に印字した場合でもピッチは常に一定であり、目視で識別できるような画像ムラが発生するようなことはない。
【００２６】
また、反射鏡面が１面の場合の光源装置から出射されるビームの本数は以下の式が成り立ち、印刷密度及び印刷速度で、偏向装置の回転数及び光源装置のビーム本数が決定される。
【００２７】
光源装置のビーム本数≧（印刷密度×印刷速度）／偏向装置の回転数
ここで、光源装置は、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すような複数の光源を持つ半導体レーザアレイ１Ａ、面発光レーザ１Ｂ、ファイバーアレイ１Ｃなどや、更には、前記で示した光源をビームスプリッタ等を用いてビーム合成したものなどが上げられる。
【００２８】
次に、カラータンデムのプリンタなどで、偏向装置１個で４つの感光ドラムに走査する構成が比較的多く採用されている。この場合、互いに対向する面に４つの光源装置から出射した光ビームを入射し偏向することで、各感光ドラムに光ビームを走査する。
【００２９】
図４は、本発明になる光走査装置における回転鏡と光ビームの関係を示した一実施例を示す平面図である。各光源装置から出射した光ビームは、特定の面に対応して出射する。つまり、図中の６面の中の反射鏡面１０１のみに入射し走査することになる。図５は本発明による特定の色を４ビーム走査で印字した画像を示した図である。ここで、カラーレーザプリンタでは、各色間のレジストレーションを合わせるために、各色のトナーパッチにより基準色に対する色ずれを検出して、走査方向では、光走査装置内の光源装置の発光タイミングをずらすことで、ドット位置を細かく変更する。一方、副走査方向は、光走査装置内で偏向装置の現在走査している反射鏡面とは別の鏡面に変更する事で、ドット位置を変更することができる。例えば、図４で示す６面の回転鏡で示すと、当初反射鏡面１０１で走査していたものが（図２）、１面ずらした反射鏡面１０２で走査すると、図５で示すように、走査位置をずらすことが可能になる。
【００３０】
ここで、副走査位置の移動量は、以下の式で成り立つ。
【００３１】
副走査位置の移動量＝（ビーム本数×印刷ドット間隔）／偏向装置の反射鏡面数
ビーム本数は、光源装置から出射する光ビーム数、印刷ドット間隔は、１インチから印刷密度を割った値である。
【００３２】
図４、５で示した場合、印刷密度が６００ＤＰＩであれば、印刷ドット間隔は４２．３μｍとなり、ビーム本数を４本、偏向装置の反射鏡面数を６面とすると、副走査位置の移動量は、２８．２μｍとすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明になる光走査装置における回転鏡の平面図である。
【図２】本発明になる光走査装置を用いたレーザビームプリンタによって印字した画像を示す図である。
【図３】本発明の光源装置として使われる多ビームを発生する１例を示した図である。
【図４】本発明になる光走査装置における回転鏡と光ビームの関係を示した平面図である。
【図５】本発明になる光走査装置における当初の反射面鏡に対して隣接の反射面鏡で走査した時に印字した画像を示す図である。
【図６】レーザビームプリンタの概略構成図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  光源装置
２  回転軸心
３  ビームエクスパンダー
４  円筒レンズ
５  回転鏡
６  円筒レンズ
７  Ｆθレンズ
８  感光ドラム
１Ａ  半導体レーザアレイ
１Ｂ  面発光レーザ
１Ｃ  ファイバーアレイ
１００  回転鏡
１０１〜１０６  反射鏡面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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